本公开涉及检测仪器，具体涉及一种离子迁移谱仪的气路流量监控装置和离子迁移谱仪。
背景技术：
离子迁移谱仪作为一种快速的检测仪器，已在毒品、爆炸物、化学战剂等安全检测方面大量使用。传统的离子迁移谱仪易饱和，对于复杂样品较难分离。现有的解决方法是使气体样品分子通过一段表面生长有极性或者非极性涂层的有机物质的毛细管柱，作为离子迁移谱仪的预分离处理器，将复杂混合物分离成单一成分。这样，就形成了气相色谱和离子迁移谱联用谱仪。
气相色谱和离子迁移谱联用谱仪中，有各种气路。各种气路中气体流量的变化会降低仪器的检测质量。
现有的离子迁移谱仪的气量控制设备中，通过带调节阀的流量计，来调控各种气路中的流量分配。但是，使用流量计依赖于事先对流量的估算，在实际上往往精度不高。
技术实现要素：
本公开的一个目的在于让离子迁移谱仪的气量控制反映实际气路流量状况，提高流量控制精度。
根据本公开的第一方面，公开一种离子迁移谱仪的气路流量监控装置，包括：离子迁移管，具有漂气进气口、样本气体的载气的载气进气口、排气出口；传感器组，包括：连接到漂气进气口的漂气进气量传感器、连接到载气进气口的载气进气量传感器、连接到排气出口的排气量传感器；监控设备，连接到所述传感器组。
根据本公开的一示例实施方式，所述离子迁移谱仪为双模式离子迁移谱仪。所述漂气进气口包括正模式漂气进气口、负模式漂气进气口，所述排气出口包括正模式排气出口、负模式排气出口。所述漂气进气量传感器包括正模式漂气进气量传感器、负模式漂气进气量传感器，所述排气量传感器包括正模式排气量传感器、负模式排气量传感器。
根据本公开的一示例实施方式，所述气路流量监控装置还包括气相色谱模块，所述气相色谱模块包括氮气载气入口，所述传感器组还包括连接到氮气载气入口的氮气进入量传感器。
根据本公开的一示例实施方式，所述气相色谱模块还包括浓度过载分流口，所述传感器组还包括连接到所述浓度过载分流口的分流量传感器。
根据本公开的第二方面，公开一种离子迁移谱仪，包含气路流量监控装置，所述气路流量监控装置包括：离子迁移管，具有漂气进气口、样本气体的载气的载气进气口、排气出口；传感器组，包括：连接到漂气进气口的漂气进气量传感器、连接到载气进气口的载气进气量传感器、连接到排气出口的排气量传感器；监控设备，连接到所述传感器组。
由于在本公开的实施例中，与漂气进气口、载气进气口、排气出口分别连接有漂气进气量传感器、载气进气量传感器、排气量传感器，分别实时感测离子迁移谱仪的漂气进气量、载气进气量、排气量，与现有技术仅在漂气进气口、载气进气口、排气出口设置流量计来调节各路的流量分配相比，能够使对流量的控制实时反映当前实际气路流量状况，更精确地进行气路流量控制。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。
图1示出根据本公开一示例实施方式的离子迁移谱仪的气路流量监控装置的结构图。
图2示出根据本公开另一示例实施方式的离子迁移谱仪的气路流量监控装置的结构图。
图3示出根据本公开另一示例实施方式的离子迁移谱仪的气路流量监控装置的结构图。
图4示出根据本公开另一示例实施方式的离子迁移谱仪的气路流量监控方法的流程图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
本公开的一个目的在于让离子迁移谱仪的气量控制反映实际气路流量状况，提高流量控制精度。根据本公开一个实施例的一种离子迁移谱仪的气路流量监控装置包括：离子迁移管，具有漂气进气口、样本气体的载气的载气进气口、排气出口；传感器组，包括：连接到漂气进气口的漂气进气量传感器、连接到载气进气口的载气进气量传感器、连接到排气出口的排气量传感器；监控设备，连接到所述传感器组，监控漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量。与漂气进气口、载气进气口、排气出口分别连接的漂气进气量传感器、载气进气量传感器、排气量传感器分别实时感测离子迁移谱仪的漂气进气量、载气进气量、排气量。与现有技术仅在漂气进气口、载气进气口、排气出口设置流量计来调节各路的流量分配相比，能够使对流量的控制实时反映当前实际气路流量状况，更精确地进行气路流量控制。
图1示出根据本公开一示例实施方式的离子迁移谱仪的气路流量监控装置的框图。
如图1所示，根据本公开一示例实施方式的离子迁移谱仪的气路流量监控装置包括离子迁移管600、传感器组600、监控设备201。
离子迁移管600是对样本气体进行检测的主要空间。离子迁移管600具有漂气进气口119、样本气体的载气的载气进气口607、排气出口600。漂气进气口119是检测用的漂气的进入口。载气进气口607是承载样本气体的载气(如空气)的进入口。排气出口600是漂气和承载了样本气体的载气混合、样本气体被检测后混合气体的排出口。
传感器组600包括：连接到漂气进气口119的漂气进气量传感器104、连接到载气进气口607的载气进气量传感器103、连接到排气出口600的排气量传感器105。与漂气进气口119、载气进气口607、排气出口600分别连接的漂气进气量传感器104、载气进气量传感器103、排气量传感器105分别实时离子迁移管的漂气进气量、载气进气量、排气量。
监控设备201连接到所述传感器组600，监控漂气进气量传感器104感测的漂气进气量、载气进气量传感器103感测的载气进气量、排气量传感器105感测的排气量。监控设备可以由处理芯片构成，也可以由现场可编程门阵列(FPGA)构成，等等。
可选地，离子迁移管600还包括离化区111、漂移区113和探测区115(例如法拉第杯探测区)。待检测的样本气体随载气进气口607的载气进入离子迁移管600后，离化区111使样本气体离化出正离子或负离子，正离子或负离子在漂移区113的电场作用下向漂气进气口119处进行移动，与漂气进气口119进入的漂气进行混合。与漂气混合后的混合气体在探测区115被探测。该探测结果结合离子迁移谱仪的其它部分探测到的参数，一起用于确定样本气体的成分，例如用于识别是否是毒品、爆炸品等。
应当理解，离化区111、漂移区113和探测区115并不是必需的。在一些实施例中，这些部分可以省略或以其它具有类似功能的区域代替。
由于与漂气进气口119、载气进气口607、排气出口121分别连接的漂气进气量传感器104、载气进气量传感器103、排气量传感器105分别实时感测离子迁移谱仪的漂气进气量、载气进气量、排气量，与现有技术仅在漂气进气口119、载气进气口607、排气出口121分别设置流量计来调节各路的流量分配相比，能够使对流量的控制实时反映当前实际气路流量状况，更精确地进行气路流量控制。
在一个实施例中，用聚四氟乙烯管将漂气进气口119、载气进气口607、排气出口121分别连接到漂气进气量传感器104、载气进气量传感器103、排气量传感器105。在其它实施例中，聚四氟乙烯管也可以用PE软管、不锈钢毛细管代替。
在一个实施例中，如图1所示，收集模块301通过电线路302收集传感器组500产生的电信号，并通过电线路202上报给监控设备201。电源适配器401通过电源接口402与电源连接，通过电线路403给传感器组500供电。但本领域技术人员应当理解，它们对于实现本公开并非必需的。本领域技术人员可以取消它们或用其它替代部件代替。
在一个实施例中，监控漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量，具体包括：展示漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量。
将漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量展示出来后，由离子迁移谱仪的调试人员根据经验，判断出漂气进气量、载气进气量、排气量中哪个或哪些需要增加，哪个或哪些需要减少，进而手动调节漂气进气口119、载气进气口607、排气出口121的开放孔径，实现对漂气进气量、载气进气量、排气量的调节。
在一个实施例中，展示漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量包括：用离子迁移谱仪内含或外连的显示器显示漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量。
在一个实施例中，展示漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量包括：用扬声器语音播报漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量。
在一个实施例中，所述漂气进气量传感器119、所述载气进气量传感器607、所述排气量传感器119周期性感测。展示漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量包括：根据周期性感测的漂气进气量，载气进气量和排气量，展示漂气进气量，载气进气量和排气量的动态变化曲线。
这样做的好处在于，调试人员可以根据漂气进气量，载气进气量和排气量的动态变化曲线上变化比较突兀的地方，进行漂气进气量，载气进气量和排气量的手动调整，从而有效避免了气路气量大的波动对检测性能的影响。
另外，本公开的实施例不但能结合漂气进气量、载气进气量、排气量，实现反映实时状况的手动调节，还能够实现自动调节。在一个实施例中，监控漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量，具体包括：根据漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量，分别将漂气进气量、载气进气量、排气量调整到目标漂气进气量、目标载气进气量、目标排气量。目标漂气进气量、目标载气进气量、目标排气量是根据经验值得出的可以提高气体检测的精确度的漂气进气量、载气进气量、排气量。
具体地，这一步骤包括：
根据漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量中的一个，查找预设的漂气进气量、载气进气量、排气量对应关系表；
根据所述对应关系表，调整漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量中其它气量。
漂气进气量、载气进气量、排气量对应关系表根据预设的经验值预先得出。例如，在特定漂气进气量的情况下，根据经验或实验确定对应的载气进气量、排气量，以提高气体检测的精度。
图2示出根据本公开另一示例实施方式的离子迁移谱仪的气路流量监控装置的框图。
图1是单一模式的离子迁移谱仪的气路流量监控装置的框图，即仅检测样本气体离化出的正离子或负离子。但是，仅针对正离子或负离子进行检测，对于能够同时离化成正、负离子的化学样本则会丢失一部分信息，通过图2的双模式离子迁移谱仪的气路流量监控装置可以提高离子迁移谱仪的分辨能力，降低误报率。
如图2所示，在这一实施例中，所述离子迁移谱仪为双模式离子迁移谱仪。所述漂气进气口119包括正模式漂气进气口609、负模式漂气进气口608，所述排气出口121包括正模式排气出口611、负模式排气出口610。所述漂气进气量传感器104包括正模式漂气进气量传感器504、负模式漂气进气量传感器502。所述排气量传感器105包括正模式排气量传感器505、负模式排气量传感器501。
在一个实施例中，所述气路流量监控装置还包括气相色谱模块700，所述气相色谱模块700包括氮气载气入口702，所述传感器组500还包括连接到氮气载气入口702的氮气进入量传感器506，所述监控设备201监控氮气进入量传感器506感测的氮气进入量。
可选地，离化区111包括正模式离化区601和负模式离化区602。漂移区113包括正模式漂移区603和负模式漂移区604。探测区115(例如法拉第杯探测区)包括正模式探测区605和负模式探测区606。
针对离子迁移谱仪易饱和、复杂样品较难分离的缺点，使气体样品分子通过一段表面生长有极性或者非极性涂层的有机物质的毛细管柱701，作为离子迁移谱仪600的预分离处理器，将复杂混合物分离成单一成分。然后，气体样品随氮气载气入口702的氮气载气进入离子迁移管600，与载气进气口607进入的载气混合。
然后，正模式离化区601使样本气体离化出正离子。正离子在正模式漂移区603的电场作用下向正模式漂气进气口609处进行移动，与正模式漂气进气口609进入的漂气进行混合。与漂气混合后的混合气体在正模式探测区605被探测。
负模式离化区602使样本气体离化出负离子。负离子在负模式漂移区604的电场作用下向负模式漂气进气口608处进行移动，与负模式漂气进气口608进入的漂气进行混合。与漂气混合后的混合气体在负模式探测区606被探测。
在正模式探测区605、负模式探测区606的探测结果结合离子迁移谱仪的其它部分探测到的参数，一起用于确定样本气体的成分，例如用于识别是否是毒品、爆炸品等。
在一个实施例中，监控漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量，具体包括：展示正模式漂气进气量传感器感测的正模式漂气进气量、负模式漂气进气量传感器感测的负模式漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、正模式排气量传感器感测的正模式排气量、负模式排气量传感器感测的负模式排气量。
展示正模式漂气进气量传感器感测的正模式漂气进气量、负模式漂气进气量传感器感测的负模式漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、正模式排气量传感器感测的正模式排气量、负模式排气量传感器感测的负模式排气量后，由离子迁移谱仪的调试人员根据经验，判断出正模式漂气进气量、负模式漂气进气量、载气进气量、正模式排气量、负模式排气量中哪个或哪些需要增加，哪个或哪些需要减少，进而手动调节正模式漂气进气口、负模式漂气进气口、载气进气口、正模式排气出口、负模式排气出口的开放孔径，实现对各路气量的调节。
在一个实施例中，所述正模式漂气进气量传感器、所述负模式漂气进气量传感器、所述载气进气量传感器、所述正模式排气量传感器、所述负模式排气量传感器周期性感测。展示正模式漂气进气量传感器感测的正模式漂气进气量、负模式漂气进气量传感器感测的负模式漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、正模式排气量传感器感测的正模式排气量、负模式排气量传感器感测的负模式排气量包括：根据周期性感测的正模式漂气进气量、负模式漂气进气量、载气进气量、正模式排气量、负模式排气量，展示正模式漂气进气量、负模式漂气进气量、载气进气量、正模式排气量、和负模式排气量的动态变化曲线。
另外，本公开的实施例不但能结合正模式漂气进气量、负模式漂气进气量、载气进气量、正模式排气量、负模式排气量，实现反映实时状况的手动调节，还能够实现自动调节。在一个实施例中，监控漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量，具体包括：根据正模式漂气进气量传感器感测的正模式漂气进气量、负模式漂气进气量传感器感测的负模式漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、正模式排气量传感器感测的正模式排气量、负模式排气量传感器感测的负模式排气量，分别将正模式漂气进气量、负模式漂气进气量载气进气量、载气进气量、正模式排气量、负模式排气量调整到目标正模式漂气进气量、目标负模式漂气进气量载气进气量、目标载气进气量、目标正模式排气量、目标负模式排气量。
具体地，在一个实施例中，这一步骤包括：
根据正模式漂气进气量传感器感测的正模式漂气进气量、负模式漂气进气量传感器感测的正模式漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、正模式排气量传感器感测的正模式排气量、负模式排气量传感器感测的负模式排气量中的一个，查找预设的正模式漂气进气量、负模式漂气进气量、载气进气量、正模式排气量、负模式排气量对应关系表；
根据所述对应关系表，调整漂气进气量传感器感测的漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、排气量传感器感测的排气量中正模式漂气进气量传感器感测的正模式漂气进气量、负模式漂气进气量传感器感测的正模式漂气进气量、载气进气量传感器感测的载气进气量、正模式排气量传感器感测的正模式排气量、负模式排气量传感器感测的负模式排气量中的其它气量。
图3示出根据本公开另一示例实施方式的离子迁移谱仪的气路流量监控装置的框图。与图2相比，所述气相色谱模块700还包括浓度过载分流口703，所述传感器组500还包括连接到所述浓度过载分流口703的分流量传感器507，所述监控设备201监控分流量传感器507感测的样本浓度。
通过调节氮气载气入口702的孔径，仅能调节样本气体的载气的气量，无法调节样本气体的浓度。通过在氮气载气入口702附近设置浓度过载分流口703，可以调节样本气体的浓度。
在一个实施例中，监控分流量传感器感测的样本浓度具体包括：根据分流量传感器感测的样本浓度，调整浓度过载分流口703放气口径。例如，平时，浓度过载分流口703关闭。当分流量传感器507检测到的浓度超过第一阈值时，将浓度过载分流口703打开。当分流量传感器507检测到的浓度低于第二阈值时，将浓度过载分流口703关闭。
在一个实施例中，还提供了一种离子迁移谱仪，包含如上所述的气路流量监控装置。
如图4所示，根据一个实施例，还提供了一种离子迁移谱仪的气路流量监控方法，包括：
步骤901、感测离子迁移管的漂气进气口的漂气进气量、载气进气口的载气进气量、排气出口的排气量；
步骤902、监控感测到的漂气进气量、载气进气量、排气量。
在一个实施例中，步骤902具体包括：
展示感测的感测到的漂气进气量、载气进气量、排气量。
在一个实施例中，监控感测到的漂气进气量、载气进气量、排气量，具体包括：
根据感测的漂气进气量、载气进气量、排气量，分别将漂气进气量、载气进气量、排气量调整到目标漂气进气量、目标载气进气量、目标排气量。
在一个实施例中，分别将漂气进气量、载气进气量、排气量调整到目标漂气进气量、目标载气进气量、目标排气量，具体包括：
根据感测的漂气进气量、载气进气量、排气量中的一个，查找预设的漂气进气量、载气进气量、排气量对应关系表；
根据所述对应关系表，调整漂气进气量、载气进气量、排气量中的其它气量。
在一个实施例中，所述离子迁移管为双模式离子迁移管。所述漂气进气口包括正模式漂气进气口、负模式漂气进气口，所述排气出口包括正模式排气出口、负模式排气出口。
在一个实施例中，气路流量监控方法还包括：
感测气相色谱模块的氮气载气入口的氮气进入量
监控感测的氮气进入量。
在一个实施例中，气路流量监控方法还包括：
感测气相色谱模块的浓度过载分流口的样本浓度；
监控感测的样本浓度。
在一个实施例中，感测气相色谱模块的浓度过载分流口的样本浓度具体包括：根据感测的样本浓度，调整浓度过载分流口放气口径。
在一个实施例中，所述漂气进气量、所述载气进气量、所述排气量被周期性感测。展示感测的感测到的漂气进气量、载气进气量、排气量包括：根据周期性感测的漂气进气量，载气进气量和排气量，展示漂气进气量，载气进气量和排气量的动态变化曲线。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。